高考生物一轮复习课件第一部分基因工程苏教版.ppt

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选修3现代生物科技专题第一部分第一部分基因工程基因工程高频考点突破高频考点突破考点一考点一基因工程的工具基因工程的工具1.1.限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶来源来源多数来自原核生物多数来自原核生物作用特点作用特点只能只能识别识别和切割和切割DNADNA分子中一分子中一小段特殊的核苷酸序列小段特殊的核苷酸序列作用作用结结果果形成黏性末端或平末端形成黏性末端或平末端作用作用实质实质使特定部位的两个核苷酸之使特定部位的两个核苷酸之间间的磷酸二的磷酸二酯键酯键断开断开2.DNA2.DNA连接酶连接酶（11）作用实质：

将具有末端碱基互补的）作用实质：

将具有末端碱基互补的22个个DNADNA片片段连接在一起，形成重组段连接在一起，形成重组DNADNA分子。

分子。

（22）限制性核酸内切酶不切割自身）限制性核酸内切酶不切割自身DNADNA的原因的原因是：

原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序是：

原核生物中不存在该酶的识别序列或识别序列已经被修饰。

列已经被修饰。

（33）DNADNA连接酶起作用时不需要模板。

连接酶起作用时不需要模板。

3.DNA3.DNA连接酶、连接酶、DNADNA聚合酶和限制性核酸内切酶聚合酶和限制性核酸内切酶DNADNA连连接接酶酶DNADNA聚合聚合酶酶连连接接DNADNA链链双双链链单链单链连连接部位接部位在两个在两个DNADNA片片段之段之间间形成形成磷酸二磷酸二酯键酯键将将单单个核苷酸加到已存在个核苷酸加到已存在的核酸片段上，形成磷酸的核酸片段上，形成磷酸二二酯键酯键限制性核酸内切限制性核酸内切酶酶与与DNADNA连连接接酶酶的关系的关系4.4.基因工程的载体基因工程的载体质粒质粒

（1）

（1）作用作用作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞内。

作为运载工具，将目的基因转移到宿主细胞内。

利用它在宿主细胞内使目的基因进行大量复制。

利用它在宿主细胞内使目的基因进行大量复制。

（2）

（2）具备的条件具备的条件能在宿主细胞内稳定保存，并大量复制。

能在宿主细胞内稳定保存，并大量复制。

有多个限制性核酸内切酶切割位点，以便与外源有多个限制性核酸内切酶切割位点，以便与外源基因连接。

基因连接。

具有某些遗传标记基因，以便进行筛选。

具有某些遗传标记基因，以便进行筛选。

拓展提升拓展提升一般来说，天然载体往往不能满足人类的所有一般来说，天然载体往往不能满足人类的所有要求，因此人们根据不同的目的和需要，对某些要求，因此人们根据不同的目的和需要，对某些天然的载体进行人工改造。

天然的载体进行人工改造。

限制性核酸内切酶切割位点所处的位置必须是限制性核酸内切酶切割位点所处的位置必须是在所需的标记基因之外，这样才能保证标记基因在所需的标记基因之外，这样才能保证标记基因的完整性，有利于对目的基因的检测。

的完整性，有利于对目的基因的检测。

对位训练对位训练1.1.下列有关基因工程中限制性核酸内切酶的描述，下列有关基因工程中限制性核酸内切酶的描述，错误的是错误的是（）A.A.一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的脱一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的脱氧核苷酸序列氧核苷酸序列B.B.限制性核酸内切酶的活性受温度的影响限制性核酸内切酶的活性受温度的影响C.C.限制性核酸内切酶能识别和切割限制性核酸内切酶能识别和切割RNARNAD.D.限制性核酸内切酶可从原核生物中提取限制性核酸内切酶可从原核生物中提取解析解析基因的基因的“剪刀剪刀”是限制性核酸内切酶，主是限制性核酸内切酶，主要存在于微生物中。

一种限制性核酸内切酶只能要存在于微生物中。

一种限制性核酸内切酶只能识别一种特定的核苷酸序列，并能在特定的位点识别一种特定的核苷酸序列，并能在特定的位点切割切割DNADNA分子。

酶的活性会受到温度的影响。

分子。

酶的活性会受到温度的影响。

C22.下下列列关关于于DDNNAA连连接接酶酶作作用用的的叙叙述述，正正确确的的是是（）A.A.将单个核苷酸加到某将单个核苷酸加到某DNADNA片段末端，形成磷酸片段末端，形成磷酸二酯键二酯键B.B.将断开的两个将断开的两个DNADNA片段的骨架连接起来，重新片段的骨架连接起来，重新形成磷酸二酯键形成磷酸二酯键C.C.连接两条连接两条DNADNA链上碱基之间的氢键链上碱基之间的氢键D.D.只能将双链只能将双链DNADNA片段互补的黏性末端之间连接片段互补的黏性末端之间连接起来，而不能将双链起来，而不能将双链DNADNA片段平末端之间进行片段平末端之间进行连接连接B考点二考点二基因工程的基本操作步骤基因工程的基本操作步骤1.1.获得目的基因获得目的基因（11）如果目的基因的序列是已知的，可用化学）如果目的基因的序列是已知的，可用化学方法合成目的基因，或者用聚合酶链式反应方法合成目的基因，或者用聚合酶链式反应（PCR）（PCR）扩增目的基因。

扩增目的基因。

（22）如果目的基因的核苷酸序列是未知的，可以）如果目的基因的核苷酸序列是未知的，可以从基因文库中获取。

从基因文库中获取。

2.2.形成重组形成重组DNADNA分子分子3.3.将重组将重组DNADNA分子导入受体细胞分子导入受体细胞生物生物种种类类植物植物细细胞胞动动物物细细胞胞微生物微生物细细胞胞受体受体细细胞胞体体细细胞胞受精卵受精卵原核原核细细胞胞转转化化过过程程将目的基因插将目的基因插入入TiTi质质粒的粒的DNADNA上上农农杆菌杆菌导导入植物入植物细细胞胞整合到受体整合到受体细细胞的胞的DNADNA上上表达表达将含有目的基将含有目的基因的表达因的表达载载体体提提纯纯取卵取卵（受受精卵精卵）显显微注微注射射受精卵受精卵发发育育获获得具有得具有新性状的新性状的动动物物氯氯化化钙处钙处理理细细菌菌细细胞胞细细菌菌细细胞壁胞壁的通透性增的通透性增加加重重组质组质粒粒进进入宿主入宿主细细胞胞4.4.筛选含有目的基因的受体细胞筛选含有目的基因的受体细胞

（1）

（1）原理：

质粒上有抗生素的抗性基因。

原理：

质粒上有抗生素的抗性基因。

（2）

（2）方法：

利用选择培养基筛选。

方法：

利用选择培养基筛选。

（3）（3）举例举例5.5.目的基因的表达目的基因的表达

（1）

（1）场所：

含重组场所：

含重组DNADNA分子的受体细胞中。

分子的受体细胞中。

（2）

（2）标志：

表达标志：

表达“目的基因目的基因”所控制的性状。

所控制的性状。

对位训练对位训练3.3.下列有关基因工程技术的叙述，正确的是（下列有关基因工程技术的叙述，正确的是（）A.A.重组重组DNADNA技术所用的工具酶是限制性核酸内切技术所用的工具酶是限制性核酸内切酶、连接酶和载体酶、连接酶和载体B.B.所有的限制性核酸内切酶都只能识别同一种特所有的限制性核酸内切酶都只能识别同一种特定的核苷酸序列定的核苷酸序列C.C.选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌选用细菌作为重组质粒的受体细胞是因为细菌繁殖快繁殖快D.D.只要目的基因进入受体细胞就能实现表达只要目的基因进入受体细胞就能实现表达解析解析基因操作的工具酶是限制性核酸内切酶、连基因操作的工具酶是限制性核酸内切酶、连接酶，载体是基因的运载工具，不是工具酶。

每种接酶，载体是基因的运载工具，不是工具酶。

每种限制性核酸内切酶都只能识别特定的核苷酸序列，限制性核酸内切酶都只能识别特定的核苷酸序列，而并非同一种核苷酸序列。

目的基因进入受体细胞而并非同一种核苷酸序列。

目的基因进入受体细胞后，受体细胞表现出特定的性状，才能说明目的基后，受体细胞表现出特定的性状，才能说明目的基因完成了表达。

选择受体细胞的重要条件就是能够因完成了表达。

选择受体细胞的重要条件就是能够快速繁殖。

快速繁殖。

答案答案C4.4.利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所利用外源基因在受体细胞中表达，可生产人类所需要的产品。

下列选项中能说明目的基因完成了需要的产品。

下列选项中能说明目的基因完成了在受体细胞中表达的是在受体细胞中表达的是（）A.A.棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因棉花二倍体细胞中检测到细菌的抗虫基因B.B.大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其大肠杆菌中检测到人胰岛素基因及其mRNAmRNAC.C.山羊乳腺细胞中检测到人生长激素山羊乳腺细胞中检测到人生长激素DNADNA序列序列D.D.酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白酵母菌细胞中提取到人干扰素蛋白解析解析在基因工程中，判断外源基因是否在基因工程中，判断外源基因是否“表表达达”常用的方法是看有无目的基因产物产生。

常用的方法是看有无目的基因产物产生。

D考点三考点三基因工程的应用基因工程的应用1.1.基因工程与遗传育种基因工程与遗传育种类类型型传统遗传统遗传传育种育种基因工基因工程育种程育种实实例例转转基因基因植物植物所需所需时间较时间较长长，无法完，无法完成成远缘亲远缘亲本本的的杂杂交交所需所需时间较时间较短，无短，无远缘远缘亲亲本本难杂难杂交交的限制的限制抗逆性，抗病抗逆性，抗病虫害的植物虫害的植物优优良品良品质质植物植物转转基因基因动动物物费时费时，费费力力所需所需时时间较间较短短生生长长速度速度较较快快的的转转基因基因鱼鱼、猪等、猪等具有抗病能力具有抗病能力的的转转基因基因鸡鸡和牛等和牛等2.2.基因工程与疾病治疗基因工程与疾病治疗（11）基因工程药物）基因工程药物在在基基因因工工程程中中，若若受受体体细细胞胞是是原原核核生生物物（如如大大肠肠杆杆菌菌），则则生生产产的的“干干扰扰素素”是是不不具具备备活活性性的的，因因为为原原核核细细胞胞内内无无内内质质网网、高高尔尔基基体体等等细细胞胞器器，只只有有核核糖糖体体，因因此此只只能能合合成成相相应应的的蛋蛋白白质质，而而无无法法添添加加糖糖基基，若若使使“干干扰扰素素”具具有有活活性性，还还必必须须人工处理加上糖基。

人工处理加上糖基。

（22）基因治疗）基因治疗含义：

向目标细胞中引入正常功能的基因，以含义：

向目标细胞中引入正常功能的基因，以纠正或补偿基因的缺陷，达到治疗的目的。

纠正或补偿基因的缺陷，达到治疗的目的。

实例：

重度免疫缺陷症的基因治疗实例：

重度免疫缺陷症的基因治疗3.3.基因工程与生态环境保护基因工程与生态环境保护（11）利用细菌发酵和转基因植物生产具有生物可）利用细菌发酵和转基因植物生产具有生物可降解的新型塑料。

降解的新型塑料。

（22）利用基因工程改造分解石油的细菌，提高其）利用基因工程改造分解石油的细菌，提高其分解石油的能力。

分解石油的能力。

（33）利用转基因微生物吸收环境中的重金属，降）利用转基因微生物吸收环境中的重金属，降解有毒化合物和处理工业废水。

解有毒化合物和处理工业废水。

深化拓展深化拓展“基因治疗基因治疗”与与“基因诊断基因诊断”辨析辨析基因治疗基因治疗基因诊断基因诊断原原理理把健康的外把健康的外源基因导入源基因导入含有基因缺含有基因缺陷的细胞中陷的细胞中DNADNA分子杂交：

互补的分子杂交：

互补的DNADNA单链能够在一单链能够在一定条件下结合成双链，即能够进行杂交。

定条件下结合成双链，即能够进行杂交。

这种结合是特异的，即严格按照碱基互这种结合是特异的，即严格按照碱基互补的原则进行，它不仅能在补的原则进行，它不仅能在DNADNA和和DNADNA之之间进行，也能在间进行，也能在DNADNA和和RNARNA之间进行之间进行过过程程健康基因的健康基因的表达，达到表达，达到了治疗疾病了治疗疾病的目的的目的a.a.制备用放射性同位素制备用放射性同位素（如如3232P）P）、荧光分、荧光分子等标记的子等标记的DNADNA单链单链（疾病疾病DNA）DNA）分子探针。

分子探针。

b.b.待测待测DNADNA：

患者：

患者DNADNA制成单链。

制成单链。

c.c.让两让两者进行杂交，若两者能进行互补配对，者进行杂交，若两者能进行互补配对，则说明患者患有此病；若两者不能进行则说明患者患有此病；若两者不能进行互补配对，则患者无此病互补配对，则患者无此病对位训练对位训练5.5.下列